Грудинин В.С. Методические указания к лабораторным работам по использованию микроконтроллеров AVR Atmel

Подождите немного. Документ загружается.

цикла задержки. Закройте AVRSTUDIO и откройте PORTB.LOG файл с помощью

Windows Notepad. Каково значение PORTB в цикле 000197126?

Обратите внимание, что главная цель вопроса 9 состоит в том, чтобы использовать

функцию “Simulator Port Logging“ Студии AVR.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Использование портов PORTB и PORTD

В этой лабораторной работе, шаблон SWITCH.ASM используется, чтобы записать

программу для связи со светодиодами (LED0-LED7) и кнопками (“SW0” … “SW7”) на

макетном контроллере, используя PORTB и PORTА. Работа этой программы следующая:

1. Когда кнопка “SW-i” нажата, загорается соответствующий светодиод.

2. Когда никакие кнопки не нажаты, светодиоды выключены.

4.1 Краткий обзор - SWITCH.ASM

Программа SWITCH.ASM показана на рис.10 и является основным примером для

лабораторной работы.

;***** Switch Test

.include "8515def.inc"

.device AT90S8515

.def Temp = r16 ; Временный регистр

.def Test = r19 ; Временный тест-регистр

.def Delay = r17 ; Переменная задержки

.def Delay2= r18 ; задержка

;***** Инициализация

RESET: ldi Temp,$FF ; Временный регистр = $FF

OUT DDRB, Temp ; PORTB = все выходы

<команда> ; инициализация PORTB = $FF

<команда> ; Временный регистр = $00

<команда> ; PORTA = все входы

LDI Test,$FF

;**** Опрос клавиш

loop: IN TEST,PINA ; читаем,что на выводах порта

<команда> ; SW0 нажат?

<команда> ; переход если да

<команда> ; SW1 нажат?

<команда> ; переход если да

. . .

ser Temp ; иначе свето диоды выкл.

outled: out PORTB,TEST ;Выходные данные на PORTB

;**** смена горящего светодиода с задержкой

DLY: dec Delay

brne DLY

dec Delay2

brne DLY

rjmp loop ; бесконечное повторение цикла

Рис. 10. SWITCH.ASM

4.2 Порядок работы

1. Используйте шаблон SWITCH.ASM и добавьте команды AVR для завершения

программы, представленной на рис. 10.

2. Как только программа набрана, оттранслируйте её, используя WAVRASM, и отладьте

любые возникающие ошибки.

3. Загрузите программу на макетный контроллер, используя AVRPROG, проверяя

правильность операции.

4.2.1 Лабораторная работа № 3

Конфигурируйте порты PORTB и PORTА. Для каждого порта (например В) отведено три

регистра: регистр данных PORTB, регистр направления данных DDRB и выводы порта PINB.

Кроме этого, каждый вывод порта В имеет альтернативные функции: РВ0 – Т0, счетный

вход таймера /счетчика 0, РВ1 – Т1, счетный вход таймера /счетчика 1, РВ2 – AIN0,

положительный вход аналогового компаратора, РВ3 – AIN1, отрицательный вход

аналогового компаратора, РВ4 – вход выбора SS порта SPI как ведомого, РВ5,6,7 – входы SPI

порта для связи или программирования.

Светодиод горит, когда соответствующий выход имеет низкий уровень напряжения или

“0”. При использовании PORTА для связи с кнопками можно использовать внутренние

подтягивающие резисторы, чтобы на входные выводы подавалась логическая «1».

Задания по вариантам: Табл.1.

№ варианта Задание

1 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кнопки 1 бегущий огонь

по одному светодиоду слева-направо.

2 Исходное состояние: бегущий огонь от краев к центру. При нажатии

кнопки 2 бегущий огонь от центра к краям.

3 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кнопки 3 идет

накопление горящих светодиодов по принципу двоичного счетчика.

4 Исходное состояние: все погашено. В зависимости от длительности

нажатия кнопки 4 в условных тактах, загорается соответствующее

двоичное число светодиодов.

5 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кнопки 5 идет мигание

всех светодиодов раз в секунду.

6 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кнопки 6 идет мигание

светодиодов по-порядку.

7 Исходное состояние: горит цифра 99h. При нажатии любой кнопки

загорается разность 99h-номер кнопки.

8 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кодового сочетания

кнопок загораются светодиоды.

9 Исходное состояние: все погашено. Нажимаем кнопки и идет

суммирование их двоичных значений с индикацией.

10 Исходное состояние: горит 1й светодиод. При нажатии кнопки идет

последовательный сдвиг горящего светодиода на число, соответствующее

кнопке.

4.3 Вопросы

1. Сколько портов может быть в микроконтроллерах Atmel, какие регистры

соответствуют им, какова нагрузочная способность портов и режимы работы.

2. Какие двойные функции выводов микроконтроллеров Atmel вы знаете и как их

запрограммировать?

5. Лабораторная работа №4

Использование таймера / счетчика 0

Цель лабораторной работы состоит в том, чтобы познакомиться с таймером/счетчиком 0. В

этой лабораторной работе таймер/счетчик 0 будет настроен, чтобы считать внешние события

(то есть число раз включений кнопки “SW”). Функции программы следующие:

1. Когда кнопка “SW” нажата, текущий подсчет (двоичный счетчик) должен быть увеличен

на “1” и отображен на LED0-LED7.

2. Когда “SW” отжата, текущий подсчет должен быть отображен на светодиодах.

Замечания:

1. Так как кнопки не “противодребезговые” внешними аппаратными средствами

контроллера, то счетчик может пропускать несколько нажатий. Однако, основная цель

лабораторной работы - показать использование таймер/счетчика 0, чтобы считать

внешние события.

2. Внешний вывод “T0” подключен через “SW” на PB0 микроконтроллера.

3. Настройте таймер/счетчик 0, чтобы считать внешние события на “T0” по

нарастающему фронту.

5.1 Краткий обзор программы - TC0.ASM

TC0 - программа АССЕМБЛЕРА показана на рис. 11 и является основным шаблоном для

примера лабораторной работы.

;*** Использование Таймер/счетчика0 по внешнему входу PORTB0

.include "8515def.inc"

.def Temp =r16 ; Временный регистр

.def Temp1=r17 ; Временный регистр

.def Delay =r18 ; Переменная задержки

.def Delay2=r19 ; задержка

.cseg

.org $0000

rjmp reset

;*** Инициализация

RESET: ldi temp, LOW(ramend)

out spl, temp

ldi temp, HIGH(ramend)

out sph, temp

<команда> ;установим выдержки времени

<команда>

ldi temp, $fe ;установим Temp = $FE

<команда> ;PORTB = все выходы, кроме 1 - вход T0

ldi temp, $07 ;используем внешний вывод Т0

out tccr0, temp ;загружаем T/C0 регистр управления

loop: in temp,tcnt0 ;получение счета от T/CO TCNT0

<команда> ;инверсия для светодиодов

<команда> ;вывод данных на светодиоды

DLY: dec Delay

brne DLY

dec Delay2

brne DLY

rjmp loop ;повторение цикла

Рис. 11: TC0.ASM

5.2 Порядок работы

1. Используйте шаблон, TC0. ASM, и вставьте недостающие команды AVR, чтобы

завершить программу на рис. 11.

2. Как только вы завершили эту программу, оттранслируйте её, используя WAVRASM, и

отладьте любые ошибки, которые могут иметь место.

3. Загрузите программу на макетный контроллер используя AVRPROG и проверьте

правильность операции.

5.2.1 Комментарий

Таймер/счетчик 0 имеет 8 разрядов, а в качестве входа может иметь импульсы тактовой

частоты СК, импульсы с предварительного делителя (СК/8, СК/64, СК/256 или СК/1024) или

импульсы с внешнего входа. Внешний вход “T0” подключен к входному выводу на PORTВ0.

При конфигурировании PORTВ0, он должен быть конфигурирован как вход со внутренним

подтягивающим сопротивлением. Режим работы таймера устанавливается с помощью

регистра TCCR0 (Табл. ). Флаг переполнения таймера находится в регистре TIFR.

Разрешение и запрещение прерываний от таймера управляется регистром TIMCK.

Табл. Режимы работы таймера/счетчика 0 регистра TCCR0 Табл.2

Бит 2 Бит 1 Бит 0 Описание

0 0 0 Таймер остановлен

0 0 1 СК

0 1 0 СК/8

0 1 1 СК/64

1 0 0 СК/256

1 0 1 СК/1024

1 1 0 Внешний Т0, нарастающий фронт

1 1 1 Внешний Т0, спадающий фронт

* остальные биты равны 0.

5.3 Задания по вариантам:

Табл.3

№ варианта Задание

1 Исходное состояние: все погашено. При нажимании кнопки “SW” бегущий

огонь по одному светодиоду слева-направо.

2 Исходное состояние: в счетчик 0 загружено число $AA и горят

соответствующие светодиоды. При нажимании кнопки “SW” происходит

вычитание числа нажатий.

3 Исходное состояние: все погашено. При нажатии кнопки “SW” идет

накопление горящих светодиодов по принципу кода Грея.

4 Исходное состояние: все погашено. В зависимости от длительности

нажатия кнопки клавиатуры в секундах после отпускания кнопки

загорается соответствующее двоичное число светодиодов.

5 Исходное состояние: все погашено. В зависимости от числа нажатий

кнопки “SW” идет мигание всех светодиодов с длительностью мигания от

числа нажатий в секундах.

6 Исходное состояние: все погашено. При нажимании кнопки “SW” идет

мигание светодиодов по-порядку справа-налево по 2 секунды.

7 Исходное состояние: горит цифра 99h. При нажатии кнопки “SW”

загорается сумма 99h + число нажатий.

8 Исходное состояние: все погашено, в таймер 0 загружена выдержка на 5

секунд. При нажатии кодового сочетания кнопок загораются светодиоды,

если выдержка не кончилась.

9 Исходное состояние: все погашено. Нажимаем любую кнопку и идет

горение светодиодов с выдержкой времени, загруженной в таймер 0.

10 Исходное состояние: горит 1й светодиод. При нажатии первой кнопки

идет последовательный сдвиг горящего светодиода с выдержкой времени,

загруженной в таймер 0, при нажатии второй - стоп.

5.4 Вопросы

1. Какие таймеры/счетчики имеются в микроконтроллерах Atmel ?

2. Какие режимы работы поддерживают таймеры/счетчики микроконтроллеров Atmel ?